Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Вольфкович С.И. Общая химическая технология Том 1
 
djvu / html
 

660 Гл. XVIII. Электролиз водных растворов
Согласно закону Фарадея при прохождении 26,8 а-ч должно выделиться 1 1 ,2 л водорода и 5,6 л кислорода (при 0 и давлении 760 мм рт. ст.). Следовательно, на 1 м. водорода и 0,5 м3 кислорода теоретически требуется затратить 2383,8 а-ч.
Напряжение разложения. Теоретическое напряжение разложения воды равно напряжению идеального водородно-кислородного элемента и составляет 1,23 в при температуре электролита 17 и давлении 1 ата. С повышением температуры теоретическое напряжение разложения воды убывает, составляя 1,18 в при 80 .
Температурный коэффициент электродвижущей силы водородно-кислородной цепи в интервале температур от 17 до 80 -ту, = 0,0008 в/град.
Зная температурный коэффициент электродвижущей силы, можно рассчитать теоретический потенциал разложения воды, исходя из значений теплового эффекта реакции, по уравнению Гиббса-Гельмгольца (стр. 556):
f Q TdE
2-96500-0,239 dT
где 0,239 - тепловой эквивалент электроэнергии.
В практических условиях осуществить электролиз воды обратимым путем, естественно, невозможно, так как нельзя устранить потери энергии на преодоление вредных сопротивлений, например перенапряжения газов на электродах, сопротивления электролита, сопротивления электродов, контактов и т. п. Напряжение на ванне (т. е. разность потенциалов между электродами) равно арифметической сумме падения напряжения на отдельных участках ванны при преодолении перечисленных выше сопротивлений. В зависимости от условий работы и конструкции ванны фактическое напряжение на ванне в 1,5 - 2 раза превышает теоретическое и составляет 1,9 - 2,5 в.
Наиболее значительны потери энергии, связанные с преодолением перенапряжения на электродах и сопротивления электролита. Перенапряжение водорода в 16% -ном растворе едкого натра на электроде из никелевой стали при плотности тока 1000 а/м2 и температуре 18 составляет 0,36 в, а при плотности тока 500 а/м2 и той же температуре оно> снижается до 0,31 в; аналогичные явления наблюдаются и для перенапряжения кислорода на тех же электродах.
С повышением температуры электролиза напряжение на ванне уменьшается, поэтому в практических условиях поддерживают температуру от 60 до 80 . Выше 80 температуру не повышают, так как при этом значительно усиливается коррозия аппаратуры, а также уносится с уходящими газами большое количество электролита.
Для уменьшения внутреннего сопротивления электролита пользуются растворами с наибольшей электропроводностью; обычно применяют растворы КОН или NaOH в перегнанной воде (25 - 29%-ные растворы КОН дли 16 - 18%-ные растворы NaOH). Уменьшение внутреннего сопротивления достигается также путем максимального уменьшения расстояния между электродами (до 5 мм в современных ваннах).
Расход энергии и выход по току. Расход электрической энергии W пропорционален напряжению V и количеству электричества U:
W=V-U
Количество электричества, необходимое для выделения 1 м3 водои 05 м. кислоода
рода и 0,5 м. кислорода
,,
U - р
2-96500-1000
22,4-3600-1000

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 580 590 600 610 620 630


Общая органическая химия, промышленные технологии - Сборники статей. Справочники